膜生物反應(yīng)器中胞外聚合物的膜污染機(jī)理研究.pdf

1、研究了胞外聚合物在膜生物反應(yīng)器正常運(yùn)行及發(fā)生污泥膨脹后對(duì)膜污染的影響，確定多糖為主要污染物，進(jìn)而研究微生物胞外多糖的膜污染機(jī)理。鑒于膜生物反應(yīng)體系的復(fù)雜性，各種微生物產(chǎn)生的胞外多糖在體系內(nèi)相互作用形成多糖聚合體，無(wú)法分離提取到某種微生物產(chǎn)生的胞外多糖?；钚晕勰囿w系中存在的枯草芽胞桿菌和假單胞菌均在代謝過(guò)程中產(chǎn)生果聚糖，本文選用該微生物多糖考察其在靜態(tài)及動(dòng)態(tài)條件下對(duì)聚偏氟乙烯膜的污染研究。全文研究?jī)?nèi)容包括如下： (1)膜生物反應(yīng)器

2、正常運(yùn)行條件下，反應(yīng)器中的污泥和膜污染層胞外聚合物均以多糖為主，污泥胞外聚合物中多糖與蛋白質(zhì)的比值平均為2.9，膜污染層中該比值則為5.3。MBR反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的污泥膨脹屬于非絲狀菌膨脹，主要是由于反應(yīng)器內(nèi)累積的高濃度多糖類胞外聚合物所致。發(fā)生污泥膨脹后，污泥膨脹對(duì)EPS的組成產(chǎn)生一定影響，污泥和膜污染層中的多糖比值略有增加，分別為4.5和5.8。隨著多糖含量的增加，污泥混合液粘度增大，多糖在一定程度上會(huì)影響污泥混合液粘度。正常運(yùn)行期膜通

3、量下降平緩，發(fā)生污泥膨脹后，5天內(nèi)通量由7.8L/m2·h降至3L/m2·h。MBR反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的污泥膨脹后，對(duì)出水水質(zhì)的影響不大，COD去除率仍維持在92％左右，NH3-N的去除率也維持在94％左右。 (2)研究了靜態(tài)條件下，溶液化學(xué)特性(包括pH、離子強(qiáng)度和給液濃度)對(duì)果聚糖在聚偏氟乙烯膜上吸附的影響。果聚糖在聚偏氟乙烯膜上的吸附可在60min內(nèi)達(dá)平衡。隨溶液pH值的增大，果聚糖吸附量先降低后增加，在7.0處取得最小值，為2

4、0mg/m2。而吸附量隨離子強(qiáng)度的變化趨勢(shì)則是先增加后降低，在0.004處取得最大值，為39mg/m2。果聚糖在聚偏氟乙烯膜表面的吸附等溫線遵循蘭格繆爾方程，果聚糖吸附到PVDF膜的過(guò)程中，靜電力和范德華力可能起著較為關(guān)鍵的作用，其吸附為物理吸附，是可逆的，且主要受吸附反應(yīng)的控制。 (3)終端過(guò)濾實(shí)驗(yàn)考察果聚糖對(duì)聚偏氟乙烯膜的污染特征。果聚糖溶液pH=7.0時(shí)，初始和最終膜相對(duì)通量最高，膜污染相對(duì)比較輕。果聚糖濃度的變化對(duì)膜的污